Forschungsschwerpunkt RtiIlttMdiithikRegeneration ......Bioreaktor zu versorgen, so wie heute ein...
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Forschungsschwerpunkt R ti I l t t M di i t h ikRegeneration, Implantate, Medizintechnik der TU Hamburg-Harburg
Sprecher
Prof. Dr. Michael Morlock Ph.D. Leiter Institut für BiomechanikLeiter Institut für Biomechanik
Prof. Dr.-Ing. Ralf PörtnerInstitut für Bioprozess- und Biosystemtechnik
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Vision
… eines Tages wird es Routine sein, Patienten mit Organen oder Geweben aus dem gBioreaktor zu versorgen, so wie heute ein Coronarer Bypass operiert wirdCoronarer Bypass operiert wird …
2R.S. Langer, J.P. Vacanti, 1999
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Struktur RIM
Regeneration
ö S
Implantate Biomechanik
Medizintechnik
ü GTUHH : Pörtner,SchillingMorlock
UKE : Adamietz, Meenen, Amling, Püschel
TUHH : Morlock, Emmelmann
UKE : Amling, Rüger,Schmelzle, Püschel
TUHH : Müller, Grigat, Krautschneider
UKE : Adam, EschenhagenAmling, Püschel Schmelzle, Püschel
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FSP Regeneration, MedizintechnikImplantate,
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FSP RIM – beteiligte Wissenschaftler
Emmelmann (Laser- und Anlagensystemtechnik)Herweg (Thermofluiddynamik)Hoffmann (Mechanik und Meerestechnik)
Mackens (numerische Simulation)Morlock (Biomechanik)Pörtner (Bioprozess- und Biosystemtechnik) Hoffmann (Mechanik und Meerestechnik)
Janssen (keramische Hochleistungswerkst.)Johannsen (thermische Verfahrenstechnik)Krautschneider (Nanoelektronik)Lukacova (Numerische Simulation)
Pörtner (Bioprozess und Biosystemtechnik) Schilling (Biomechanik)Schneider (keramische Hochleistungswerkstoffe)Schulte (Kunststoffe und Verbundwerkstoffe)Smirnova (Thermische Verfahrenstechnik)Lukacova (Numerische Simulation)
Matz (Messtechnik)
Fördermittel 08/09: 4 2 Mio €
Smirnova (Thermische Verfahrenstechnik)Zeng (Bioprozess- und Biosystemtechnik)
Fördermittel 08/09: 4.2 Mio €
externe Partner
UKE GKSSUKE, GKSS
Industriekooperationen
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FSP RIM – Schwerpunkt Regeneration
ProjektbeispieleProjektbeispiele
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Tissue Engineering-Konzept zur Behandlung osteochondraler Defekte – Idee*
Autologe osteochondrale Transplantation (AOT) Nachteil: große Entnahmedefekte
Konzept zur Vermeidung der Nachteile:
– Knorpelschicht– Knochenäquivalent
biohybrides Implantat
Meenen et al. 2003
biohybrides Implantat
Lässt sich ein solches biohybrides Implantat in einem speziellen
* PD Dr. P. Adamietz, UKE, Institut für Biochemie und Molekularbiologie II, Prof. Dr. Dr. U. Beisiegel
Bioreaktor züchten?
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* Prof. Dr. N.M. Meenen, UKE, Klinik und Poliklinik für Unfall-, Hand- und Wiederherstellungschirurgie, Klinikdirektor: Prof. Dr. med. Johannes M. Rueger, (jetzt Altonaer Kinder-Krankenhaus)
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BMBF-Projekt: Entwicklung eines biohybriden Gelenkflächenersatzes (1999-2002)• Prof. Dr. N. M. Meenen, PD DR. P. Adamietz, UKE, Hamburg • PD Dr.-Ing. Ralf Pörtner, TUHH• Prof. Dr. H. Kessler, TU München • Biomet Deutschland GmbH, Darmstadt
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„Qualitätsoffensive Tissue Engineering“
gefördert durch BWF Hamburg 2003 – 2005
Junior-Professur „Gewebematerialien“ im Institut für Biomechanik der TUHH (Prof. Dr. E. Eisenbarth, seit 2007 Prof. Dr. A. Schilling)
gefördert durch Bode-Stiftungge ö de t du c ode St tu g
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Forschungsgruppe „Tissue Engineering“ TU Hamburg-Harburg, UKE Hamburg
AG Adamietz (UKE)Zellbiologie,Stammzellen
AG Amling (UKE)Molekularbiologie,Analytik
AG Meenen (KK Altona)klinische Anwendung
AG Pörtner / Goepfert (TUHH)Bioreaktortechnik,Humanes System,fl idd i h d h d t ti h
AG Janssen (TUHH)Keramische Trägermaterialienfluiddynamische und hydrostatische
BelastungTrägermaterialien
AG Schilling/Morlock (TUHH)Bioreaktortechnik,Biomechanische Belastung,
AG Schulte/Morlock (TUHH)Konstruktion des BioreaktorsFE-Simulation,
Interaktion Träger/Knochen Biomechanische Charakterisierung
gefördert durch BMBF 1999-2002
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BWF Hamburg, 2003-2005 (Qualitätsoffensive „Tissue Engineering“)DFG seit April 2006
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Forschungsgruppe „Tissue Engineering“ - assoziierte Partner
Universitäre Partner
• Prof Püschel UKE HamburgProf. Püschel, UKE Hamburg• Prof. Schumacher, UKE Hamburg • Prof. Scheper, PD Dr. Kasper, Universität Hannover• Prof. Becker, Universität Stuttgart-Hohenheim• Dr. Willumeit, Dr. Feyerabend, GKSSS• Prof. Janet Ronsky, University of Calgary
FirmenFirmen
• Zellwerk GmbH, Eichstädt• Medorex eK, Bovenden• Bioglobe GmbH, Hamburg• Aesculap GmbH, Tuttlingen• Kayser-Threde GmbH, München • Innovacell InnsbruckInnovacell, Innsbruck• Zimmer, Winterthur
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Tissue Engineering von Knorpel-Träger-Konstrukten unter Mechano-Stimulation
hydrostatischeBelastung (Druck),patentiert, AG Pörtner
fluiddynamische Belastung (überströmende Flüssigkeit),patentiert, AG Pörtner
mechanische Belastung (Normalkräfte, Rollen, Gleiten, Scherung), AG
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p p , g),Schilling/Morlock
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Thematische Ausrichtung
Systematische Analyse, Charakterisierung und Steuerung der K lbild i it “Knorpelbildung „in vitro“
Knorpel
keramischer Träger
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Fragestellungen
Erweiterung des Systemverständnisses zur Knorpelbildung „in vitro“ durch
• Erweiterte molekularbiologische Analytik (Transkriptom, Proteom, Metabolom)
• Systembiologische Ansätze zur Aufklärung des regulatorischen Netzwerkes bei der Knorpelbildung (in Anlehnung an BMBF-Projekt SysLogics für Produktionszellen, Prof. Zeng, Prof. Pörtner)Produktionszellen, Prof. Zeng, Prof. Pörtner)
• Simulation der mechanischen Belastung / Lastverteilung innerhalb des Knorpels / Knochens (FE-Simulation)
• Neue Bioreaktorkonzepte als Tools zur Beantwortung spezifischer Fragestellungen mit integrierter Sensorik (Mikrosystemtechnik)
• Interaktion Zelle / Biomaterial (Juniorprofessur Schilling)
• Neue bildgebende Verfahren zur Strukturanalyse
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Resorbierbarkeit von Knochenersatzmaterial (Prof. Schilling, Biomechanik)
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FSP RIM – Schwerpunkt Implantate
Projektbeispiele (in Bearbeitung)Projektbeispiele (in Bearbeitung)
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FSP RIM – Schwerpunkt Medizintechnik
Projektbeispiele (in Bearbeitung)Projektbeispiele (in Bearbeitung)
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